桥梁施工中的裂缝成因及预防措施 张明勇

发表时间:2019/10/2 ? 来源:《防护工程》2019年第6期 ? 作者:张明勇
[导读] 现如今经济快速发展,人们生活水平的不断提高,钢筋混凝土桥梁也成为我们必不可少的一种运输方式。
五冶集团上海有限公司交通市政工程分公司? 上海市? 201900
  摘要:随着社会经济的发展,桥梁工程在国民经济中占有重要地位,关系着国家的发展和人民的生命财产安全,所以确保桥梁施工质量是非常重要的。在桥梁施工过程中,裂缝问题会经常出现,本文对引起裂缝问题的主要因素进行详细分析,并针对性的提出一些改善建议,避免以后桥梁施工中类似问题的出现。
  关键词:桥梁工程;施工裂缝问题;预防措施
  
  
  现如今经济快速发展,人们生活水平的不断提高,钢筋混凝土桥梁也成为我们必不可少的一种运输方式。钢筋混凝土桥梁也对国家的经济发展发挥着作用,但是一直以来我国的钢筋混凝土桥梁施工质量有问题的现象就不断发生,我们应该更注意钢筋混凝土桥梁施工中存在的问题及对策,使钢筋混凝土桥梁更安全有保障。混凝土裂缝会使路桥工程内部的钢筋等材料暴露出来易产生腐蚀生锈,会降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,如不及时处理和预防,会全面影响路桥工程的整体质量及使用寿命。
  一、桥梁施工中裂缝出现的主要原因
  1.混凝土沉降的因素
  混凝土会由于重力的因素,使得混凝土中一些较重的颗粒石子下沉,而水泥浆会出现上浮的现象,一些模板和钢筋会对颗粒的下沉有一定的约束,使得混凝土内部不平衡,就会形成裂缝。在混凝土强度增长过程中或未达到设计使用状态时,混凝土的支撑结构若出现一些不同程度的上升、下沉或水平方向的偏移,就会在混凝土内部出现附加应力,当附加应力大于混凝土的抗拉强度时,就会出现裂缝,从而影响工程质量和进度。
  2.温度造成的裂缝
  现阶段桥梁所使用的材料为钢筋混凝土材料,而混凝土的材料特性之一是温度传导速度慢,而混凝土在构建的过程中,外界温度发生变化时会发生热胀冷缩,引起变形,而内外温度变化的不协调会导致混凝土内外变形不一致,进而在结构内部产生一定的拉力。当混凝土构件中的拉力值超过了混凝土材料本身所具有的抗拉强度时,就会导致桥梁产生裂缝。由于温度原因所导致的桥梁裂缝,区别于其他裂缝最为主要的一个特征是其会因为温度的高低进行扩张或合并。导致温度产生变化的原因主要包括以下两个方面。
  (1)材料内部水化热的施放
  在进行道路桥梁的施工时,混凝土浇筑厚度超过了2.0m时,因为混凝土中水泥在浇筑的过程中会进行水化放热,其内部温度就会升高,而外部温度远远低于内部,这就造成了内外温度差,从而导致道路桥梁的表面因温度应力差出现裂缝。
  (2)外界温度变化
  如在进行蒸汽养护时,由于混凝土在蒸汽养护时温度非常高,而一旦蒸汽养护停止了一段时间,冬天寒冷的空气就会导致混凝土温度骤然下降,形成内外温差,从而容易造成裂缝。
  3.施工材料质量问题引起的桥梁裂缝
  施工材料的质量直接决定着桥梁的建设质量,不合格的施工材料会直接影响桥梁的正常使用。混凝土主要是由水泥、沙子、石子、掺合料和外加剂拌合而成的,作为桥梁施工最主要的原材料,如果混凝土的质量不过关,将会给桥梁施工带来巨大的安全隐患。比方说,作为混凝土的组成材料之一,沙子的质量至关重要,不同的质量等级,与之对应的水泥和拌合水用量的多少也会不同,混凝土的强度和收缩抗压能力都会受到影响,如果在施工中使用粒径过小的不符合标准的特细沙,在桥梁在施工过程中就会出现大量的裂缝,对整个桥梁的施工质量造成影响。另外矿石中云母的含量也会对水泥和骨料的粘结力产生一定的影响,混凝土的强度也会因此受到一定程度的影响。
  二、桥梁施工过程中裂缝问题的防治措施
  1.工程设计
  在施工前期的设计工作中,需要先对于桥梁所在地区的各项条件进行调查,包括气候、自然环境、地质情况等,并对上诉信息资料进行深入的分析,综合考虑各个影响因素,结合实际情况制定设计方案,排除各种环境的不利因素,避免出现混凝土裂缝。在进行桥梁设计的过程中,设计人员需要充分考虑到施工时的各项条件限制,包括温度、空气湿度、施工期间的天气状况等,对材料性能的限制及影响,全面的分析可能导致混凝土裂缝因素,设计出相应的解决方案,作为施工过程中的应急方案,使得施工更加科学。
  2.优选施工材料
  桥梁施工的材料对于混凝土构建的性能有着直接的影响,尤其是抗拉强度,因此需要抓好施工材料的质量工作。桥梁施工中需要使用的材料极为丰富,包括钢筋、砂土、水泥、水、碎石、添加剂等,上述材料均需要进行相应的抽样检验,发现材料质量不合格,应禁止其进场,以免影响到其抗拉强度。
  3.科学配比混凝土
  混凝土是许多材料混合的综合体,包括水泥、砂土、水等,各个构成材料的质量、数量等均会直接影响到混凝土的配比情况。如果砂石的粒径个体规格较小,且空隙率超过一定的程度,需要使用更多的水泥和水,但是其在一定程度上会降低混凝土的强度。其中所用的砂石,如果含有较多的云母,则水泥和骨料的粘结力不足,也会使得混凝土的强度受到较大的影响。另外砂石中有机质、轻物质含量较大时,水泥的硬化缓慢,也会使得混凝土早期的强度降低。因此需要在施工时,不仅需要检查混凝土原材料的质量,也需要对其配比实施严格的控制,可以在实验室进行配比实验,对其强度进行检查后,才能最终确认其配比数据。
  4.规范施工过程
  施工过程中的各项操作也会对其质量产生直接的影响,具体可以分为以下两点:①充分振捣分层浇筑混凝土的过程中,分层的厚度均需要保持在振动棒的1.25倍以内。振捣的过程中,需要将其插入下一层中,深度约为55cm左右避免上下层之间出现接合缝隙缝。另外还需要在下层混凝土尚未初凝的条件下进行上层混凝土的振捣,振捣需要均匀,全面,避免出现遗漏的位置;②设置保护层设置混凝土保护层主要是保护钢筋,防止其暴力在空气中受到风化或者腐蚀。在确认混凝土保护层的厚度时,需要测量纵向钢筋外缘到混凝土表面之间距离的最小值,将其作为其厚度,并结合混凝土结构中各类构件的耐久性及受力钢筋的锚固情况等,适当调整期厚度,保护混凝土,避免受到环境的影响而出现裂缝。
  5.混凝土结构内外温差的控制
  水化热的存在使得混凝土内部的温度不可避免的上升,混凝土本身的传热性能不足,导致内部温度应力上升,为此应通过有效的措施对这一温差进行控制。具体措施如下:1)改善骨料级配。为了有效的减小混凝土内部水化热的产生,通常混凝土都会通过添加剂措施来减小其水泥用量。拌和混凝土时,通常会采用将碎石冷却的方法来降低混凝土的浇筑温度。热天进行混凝土的浇筑时,应加入缓凝剂减缓混凝土的硬化,同时减小混凝土的浇筑厚度,防止混凝土内部的温升。对于一些昼夜温差较大的地区,应进行相应的保温处理措施,防止温度起伏过大。2)进行合理的分缝分块。避免基础的起伏过大。桥梁结构体系庞大,为此进行结构施工时,应对整体结构进行合理的分块,并设置相应的施工缝,避免过大的高差。
  三、结束语
  在桥梁施工当中,为了延长桥梁的使用寿命,加强裂缝问题的关注是必要的,其直接影响桥梁整体的施工质量与应用性能。为了有效防控裂缝问题的出现,在设计阶段,要做好荷载设计和应力计算工作;在施工阶段,应严格按照施工图纸和施工规范进行施工,亦应加强对混凝土材料及其配合比控制,提升混凝土的施工质量,同时,加强混凝土施工工序与养护的管理和监控工作,确保桥梁的整体质量;在使用阶段应及时进行混凝土的维护和清理工作,保证使用寿命。针对出现的裂缝问题,要采取合理的裂缝修补工艺进行及时修补,以确保桥梁工程的使用寿命。
  参考文献:
  [1]马金良,王付华.桥梁工程施工中的裂缝问题分析与探讨[J].房地产导刊.2015(21).
  [2]陈璋勇,金俐.论桥梁工程施工中的问题分析及改善措施[J].建筑与文化.2015(04).
  [3]滕瑞权.桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因及应对措施[J].黑龙江科技信息.2016(08).
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